Serguei A. Lonin

Acople entre modelos numéricos en el Sistema de Pronósticos Oceánicos y Atmosféricos (SPOA)

Se presentan algunos aspectos del acople entre el modelo oceanico sbPOM, el modelo de oleaje CARIBWAM y el modelo atmosferico WRF para gran parte de la cuenca del mar Caribe. El acople consiste en el intercambio de energia en forma de calor, impulso y radiacion en la superficie entre oceano y atmosfera, rompimiento de olas de viento, generando la turbulencia en la capa superficial del oceano en el modelo hidrodinamico, parametro de rugosidad entregado al WRF, teniendo en cuenta la estratificacion de la capa proxima de la atmosfera y temperatura de la superficie del agua para el modelo atmosferico. Lo anterior es la base del Sistema Integrado de Pronosticos Oceanicos y Atmosfericos (SPOA) de la Direccion General Maritima. El Sistema incluye el pronostico de derrames y busqueda y rescate, tanto para el Caribe, como para el Pacifico colombiano.

Ajuste de los campos termohalinos en un modelo numérico mediante la asimilación de datos satelitales

Empleando la tecnica de la asimilacion estatica del nivel del mar, se alteran los campos termohalinos de un modelo numerico de circulacion oceanica, lo que permite incluir la informacion satelital con anomalias del nivel del mar en los campos baroclinicos. El crucero oceanografico “Caribe octubre 2007” fue organizado especificamente con el fin de realizar las mediciones in-situ coincidiendo con la huella en superficie y en los momentos cercanos a dos pasos del satelite JASON-1 sobre el Caribe colombiano. Las mediciones simultaneas de la temperatura y salinidad del agua, junto con el nivel del mar, obtenido por el satelite, permiten restaurar las variaciones de la densidad en la columna de agua. El modelo hidrodinamico POM (Princeton Ocean Model) se utilizo para filtrar el clima de los campos oceanograficos y revelar las anomalias relacionadas con el tiempo oceanico. El articulo comprueba la posibilidad de asimilar los campos termohalinos mediante las mediciones de topografia dinamica absoluta del satelite.

Boletín Científico CIOH. Número 25

Contenido: //Estudio del espectro de oleaje en el Caribe observado con boyas y su representacion en el espectro Jonswap. //Construccion de espectros de oleaje en el mar Caribe a partir de mediciones satelitales. //Propagacion del oleaje y asimilacion de datos satelitales en un modelo espectral de tercera generacion. //Influencia de una pelicula de hidrocarburo en el regimen termico en el area de un derrame. //Huracanes y tormentas tropicales en el Mar Caribe colombiano desde 1900. //Estudio descriptivo de la influencia de un huracan Beta en las islas de Providencia y Santa Catalina. //Impactos en los arrecifes de coral ocasionados por el huracan Beta en la plataforma insular de Old Providence y Santa Catalina. //Metodologia para la calificacion y control de calidad de datos oceanograficos aplicada al crucero Caribe 2002. //Informacion especial para el control y administracion del litoral en el Golfo de Morrosquillo, Caribe colombiano. //Contribucion de la hidrografia historica al estudio de la cinematica de los fondos marinos: Evolucion del Golfo de Uraba, Colombia. //Variacion espacio temporal de los componentes fisicoquimico, zooplanctonico y microbiologico en el la Bahia de Cartagena durante el ano 2006. //El microfitoplancton en los principales muelles de la Bahia de Cartagena, Caribe colombiano, vectores posibles de floraciones microalgales. //Caracterizacion fisicoquimica, biologica y microbiologica en aguas de lastre de buques de trafico internacional. //Validacion de los valores de clorofila-A obtenidos por el satelite Modis-Aqua en los bancos de Salmedina - Caribe colombiano.

Estudio del espectro de oleaje en el Caribe observado con boyas y su representación en el espectro Jonswap

Using information of two directional wave buoys deployed in the Caribbean nearby Barranquilla and Providencia Island in Colombia, the wave frequency spectrum behavior from march 2006 to august 2007 was studied. Using iterative techniques the values of constants of the JONSWAP spectrum that best reproduced the mean monthly spectrum were investigated, looking for the RMS values between the two spectra. It was found that on all occasions, the Wind Sea and Swell could be easily differentiated due to their Periodo Also, the Swell is an unusual event on the Caribbean. An important spatial and temporal variation on the wave behavior in the Caribbean was observed. The values of the constants that satisfactorily reproduced the monthly wave spectra measured with buoys were found, however, because, of the standard deviation found, to continue the study of the values as long as more information becomes available is advisable.

Propagación del oleaje y asimilación de datos satelitales en un modelo espectral de tercera generación

En la prediccion del oleaje en el mar Caribe, dos mejoras pueden aumentar la precision del modelo: el perfeccionamiento del esquema numerico de transporte del espectro de olas y la asimilacion adecuada de los datos provenientes de las plataformas satelitales. La primera mejora minimiza el error de propagacion de olas de viento a lo largo del fetch y aumenta la exactitud de calculo de olas de mar de fondo (swell). En el trabajo se analizan varios esquemas numericos, tales como Lax-Vendroff, FCT, TVD, “upward” de primer orden de aproximacion y un esquema no central de tercer orden. A pesar de que los esquemas positivos de tipo TVD conservan mejor la forma inicial de las perturbaciones, la mayor exactitud de conservacion integral del espectro fue encontrada con el esquema de tercer orden. Luego de la implementacion de este algoritmo mejorado, se propone una metodologia no tradicional de asimilacion de datos del oleaje de las orbitas satelitales de JASON-1. La metodologia se basa en la teoria de perturbaciones pequenas para un funcional que minimiza el error cuadratico del modelo, corrigiendo unas constantes responsables por los procesos fisicos de generacion, disipacion y la transformacion no-lineal del espectro

Sistema de pronóstico de las condiciones oceanográficas del Mar Caribe

Se presenta un sistema de pronostico de los parametros oceanograficos basado en un modelo hidrodinamico para el mar caribe. El sistema recibe informacion en tiempo cuasi-real sobre la temperatura superficial del mar procedente de satelites de la NOAA, para ser asimilada; adicionalmente, recibe datos de viento del modelo global meteorologico de alta resolucion, UKMO (United Kingdom Meteorological Office), los cuales se utilizan como entradas diarias para realizar pronosticos hasta de 72 horas. El sistema esta en capacidad de pronosticar el movimiento de una mancha de hidrocarburo derramada y la trayectoria de un artefacto flotante a la deriva; suministra informacion util a las unidades de guerra sobre la estructura termica de la columna de agua y puede tener aplicaciones en la pesqueria, entre otras. Se describe el funcionamiento del sistema en el regimen de operacion diaria, en caso de un accidente y cuando se requiere re-inicializar el modelo (regimen de falla). Se describen en detalle la informacion de entrada al modelo, la formulacion del bloque de transporte, y el software amigable que permite su operacion.

Asimilación de datos de temperatura superficial del mar en el modelo de pronóstico de las condiciones oceanográficas del Mar Caribe

En el marco del proyecto de investigacion cientifica, “Modelacion numerica aplicada a operaciones navales de busqueda y rescate”, desarrollado en el Centro de Investigaciones Oceanograficas e Hidrograficas (Armada de Colombia), se presenta el concepto de asimilacion de datos y una descripcion de las tecnicas de asimilacion empleadas en el presente ano 2003 para la asimilar la temperatura superficial del mar determinada por satelites de la NOAA en el modelo hidrodinamico de pronostico de las condiciones oceanograficas del Mar Caribe. Se describen los datos utilizados y los filtros aplicados a estos datos. Se comparan las dos tecnicas de asimilacion menos complejas desde el punto de vista computacional: la tecnica de correcciones sucesivas basada en el metodo de Cressman y la interpolacion optima. En general, la segunda arroja mejores resultados puse reduce la variabilidad del campo analizado, pero es mas costosa desde el punto de vista computacional. Se discuten algunos resultados y ventajas de la asimilacion en ambos esquemas.